Pengujian bukti merupakan bagian integral dari pemeliharaan integritas keselamatan sistem instrumentasi keselamatan (SIS) dan sistem terkait keselamatan (misalnya alarm kritis, sistem kebakaran & gas, sistem interlock instrumentasi, dll.). Pengujian bukti adalah pengujian berkala untuk mendeteksi kegagalan berbahaya, menguji fungsionalitas terkait keselamatan (misalnya reset, bypass, alarm, diagnostik, pematian manual, dll.), dan memastikan sistem memenuhi standar perusahaan dan eksternal. Hasil pengujian bukti juga merupakan ukuran efektivitas program integritas mekanik SIS dan keandalan sistem di lapangan.
Prosedur uji coba mencakup langkah-langkah pengujian mulai dari memperoleh izin, membuat pemberitahuan, dan menonaktifkan sistem untuk pengujian hingga memastikan pengujian yang komprehensif, mendokumentasikan uji coba dan hasilnya, mengaktifkan kembali sistem, dan mengevaluasi hasil pengujian saat ini dan hasil uji coba sebelumnya.
ANSI/ISA/IEC 61511-1, Klausul 16, mencakup pengujian bukti SIS. Laporan teknis ISA TR84.00.03 – “Integritas Mekanis Sistem Instrumen Keselamatan (SIS),” mencakup pengujian bukti dan saat ini sedang direvisi dengan versi baru yang diharapkan segera dirilis. Laporan teknis ISA TR96.05.02 – “Pengujian Bukti In-situ Katup Otomatis” saat ini sedang dalam pengembangan.
Laporan UK HSE CRR 428/2002 – “Prinsip-prinsip pengujian bukti sistem instrumentasi keselamatan di industri kimia” memberikan informasi tentang pengujian bukti dan apa yang dilakukan perusahaan-perusahaan di Inggris.
Prosedur uji bukti didasarkan pada analisis mode kegagalan berbahaya yang diketahui untuk setiap komponen dalam jalur trip fungsi instrumentasi keselamatan (SIF), fungsionalitas SIF sebagai suatu sistem, dan bagaimana (dan apakah) menguji mode kegagalan berbahaya tersebut. Pengembangan prosedur harus dimulai pada fase desain SIF dengan desain sistem, pemilihan komponen, dan penentuan kapan dan bagaimana melakukan uji bukti. Instrumen SIS memiliki berbagai tingkat kesulitan uji bukti yang harus dipertimbangkan dalam desain, pengoperasian, dan pemeliharaan SIF. Misalnya, meteran orifice dan pemancar tekanan lebih mudah diuji daripada flowmeter massa Coriolis, meteran magnetik, atau sensor level radar melalui udara. Aplikasi dan desain katup juga dapat memengaruhi kelengkapan uji bukti katup untuk memastikan bahwa kegagalan berbahaya dan awal akibat degradasi, penyumbatan, atau kegagalan yang bergantung pada waktu tidak menyebabkan kegagalan kritis dalam interval pengujian yang dipilih.
Meskipun prosedur uji bukti biasanya dikembangkan selama fase rekayasa SIF, prosedur tersebut juga harus ditinjau oleh Otoritas Teknis SIS lokasi, Operasi, dan teknisi instrumen yang akan melakukan pengujian. Analisis keselamatan kerja (JSA) juga harus dilakukan. Penting untuk mendapatkan persetujuan dari pabrik mengenai pengujian apa yang akan dilakukan dan kapan, serta kelayakan fisik dan keselamatannya. Misalnya, tidak ada gunanya menentukan pengujian langkah parsial jika kelompok Operasi tidak setuju untuk melakukannya. Disarankan juga agar prosedur uji bukti ditinjau oleh pakar bidang independen (SME). Pengujian tipikal yang diperlukan untuk uji bukti fungsi penuh diilustrasikan pada Gambar 1.
Persyaratan uji bukti fungsi lengkap Gambar 1: Spesifikasi uji bukti fungsi lengkap untuk fungsi instrumentasi keselamatan (SIF) dan sistem instrumentasi keselamatannya (SIS) harus menjabarkan atau merujuk pada langkah-langkah secara berurutan mulai dari persiapan uji dan prosedur uji hingga pemberitahuan dan dokumentasi.
Gambar 1: Spesifikasi uji bukti fungsi lengkap untuk fungsi instrumentasi keselamatan (SIF) dan sistem instrumentasi keselamatannya (SIS) harus menjabarkan atau merujuk pada langkah-langkah secara berurutan mulai dari persiapan uji dan prosedur uji hingga pemberitahuan dan dokumentasi.
Pengujian verifikasi adalah tindakan pemeliharaan terencana yang harus dilakukan oleh personel yang kompeten dan terlatih dalam pengujian SIS, prosedur verifikasi, dan loop SIS yang akan mereka uji. Harus ada peninjauan prosedur sebelum melakukan pengujian verifikasi awal, dan umpan balik kepada Otoritas Teknis SIS di lokasi setelahnya untuk perbaikan atau koreksi.
Terdapat dua mode kegagalan utama (aman atau berbahaya), yang selanjutnya dibagi menjadi empat mode—berbahaya tak terdeteksi, berbahaya terdeteksi (melalui diagnostik), aman tak terdeteksi, dan aman terdeteksi. Istilah kegagalan berbahaya dan berbahaya tak terdeteksi digunakan secara bergantian dalam artikel ini.
Dalam pengujian bukti SIF, kita terutama tertarik pada mode kegagalan berbahaya yang tidak terdeteksi, tetapi jika ada diagnostik pengguna yang mendeteksi kegagalan berbahaya, diagnostik ini harus diuji buktinya. Perlu dicatat bahwa tidak seperti diagnostik pengguna, diagnostik internal perangkat biasanya tidak dapat divalidasi fungsinya oleh pengguna, dan ini dapat memengaruhi filosofi pengujian bukti. Ketika kredit untuk diagnostik diperhitungkan dalam perhitungan SIL, alarm diagnostik (misalnya alarm di luar jangkauan) harus diuji sebagai bagian dari pengujian bukti.
Modus kegagalan dapat dibagi lagi menjadi modus yang diuji selama uji coba, modus yang tidak diuji, dan kegagalan awal atau kegagalan yang bergantung pada waktu. Beberapa modus kegagalan berbahaya mungkin tidak diuji secara langsung karena berbagai alasan (misalnya kesulitan, keputusan teknik atau operasional, ketidaktahuan, ketidakmampuan, kelalaian atau kesalahan sistematis, probabilitas kejadian yang rendah, dll.). Jika ada modus kegagalan yang diketahui yang tidak akan diuji, kompensasi harus dilakukan dalam desain perangkat, prosedur pengujian, penggantian atau perbaikan perangkat secara berkala, dan/atau pengujian inferensial harus dilakukan untuk meminimalkan dampak pada integritas SIF akibat tidak dilakukannya pengujian.
Kegagalan awal adalah kondisi atau keadaan yang memburuk sedemikian rupa sehingga kegagalan kritis dan berbahaya dapat diperkirakan akan terjadi jika tindakan korektif tidak dilakukan tepat waktu. Kegagalan ini biasanya dideteksi melalui perbandingan kinerja dengan uji bukti acuan terbaru atau awal (misalnya, karakteristik katup atau waktu respons katup) atau melalui inspeksi (misalnya, port proses yang tersumbat). Kegagalan awal umumnya bergantung pada waktu—semakin lama perangkat atau rakitan tersebut beroperasi, semakin buruk kondisinya; kondisi yang memicu kegagalan acak menjadi lebih mungkin terjadi, penyumbatan port proses atau penumpukan sensor dari waktu ke waktu, masa pakai telah habis, dll. Oleh karena itu, semakin lama interval uji bukti, semakin besar kemungkinan terjadinya kegagalan awal atau kegagalan yang bergantung pada waktu. Setiap perlindungan terhadap kegagalan awal juga harus diuji buktinya (pembersihan port, pelacakan panas, dll.).
Prosedur harus ditulis untuk menguji kemungkinan kegagalan berbahaya (yang tidak terdeteksi). Teknik analisis mode kegagalan dan dampaknya (FMEA) atau analisis mode kegagalan, dampak, dan diagnostik (FMEDA) dapat membantu mengidentifikasi kegagalan berbahaya yang tidak terdeteksi, dan di mana cakupan pengujian perlu ditingkatkan.
Banyak prosedur uji bukti ditulis berdasarkan pengalaman dan templat dari prosedur yang sudah ada. Prosedur baru dan SIF yang lebih rumit memerlukan pendekatan yang lebih terstruktur menggunakan FMEA/FMEDA untuk menganalisis kegagalan berbahaya, menentukan bagaimana prosedur pengujian akan atau tidak akan menguji kegagalan tersebut, dan cakupan pengujiannya. Diagram blok analisis mode kegagalan tingkat makro untuk sensor ditunjukkan pada Gambar 2. FMEA biasanya hanya perlu dilakukan sekali untuk jenis perangkat tertentu dan dapat digunakan kembali untuk perangkat serupa dengan mempertimbangkan layanan proses, instalasi, dan kemampuan pengujian di lokasi.
Analisis kegagalan tingkat makro Gambar 2: Diagram blok analisis mode kegagalan tingkat makro untuk sensor dan pemancar tekanan (PT) ini menunjukkan fungsi-fungsi utama yang biasanya akan dipecah menjadi beberapa analisis kegagalan mikro untuk sepenuhnya mendefinisikan potensi kegagalan yang akan ditangani dalam uji fungsi.
Gambar 2: Diagram blok analisis mode kegagalan tingkat makro untuk sensor dan pemancar tekanan (PT) ini menunjukkan fungsi-fungsi utama yang biasanya akan dipecah menjadi beberapa analisis kegagalan mikro untuk sepenuhnya mendefinisikan potensi kegagalan yang akan ditangani dalam uji fungsi.
Persentase kegagalan berbahaya yang diketahui dan tidak terdeteksi yang telah diuji buktinya disebut cakupan uji bukti (PTC). PTC umumnya digunakan dalam perhitungan SIL untuk "mengkompensasi" kegagalan dalam menguji SIF secara lebih menyeluruh. Orang-orang memiliki keyakinan yang salah bahwa karena mereka telah mempertimbangkan kurangnya cakupan pengujian dalam perhitungan SIL mereka, mereka telah merancang SIF yang andal. Faktanya, jika cakupan pengujian Anda adalah 75%, dan jika Anda memasukkan angka tersebut ke dalam perhitungan SIL Anda dan menguji hal-hal yang sudah Anda uji lebih sering, 25% dari kegagalan berbahaya masih dapat terjadi secara statistik. Saya tentu tidak ingin berada dalam 25% itu.
Laporan persetujuan FMEDA dan manual keselamatan untuk perangkat biasanya menyediakan prosedur uji bukti minimum dan cakupan uji bukti. Ini hanya memberikan panduan, bukan semua langkah pengujian yang diperlukan untuk prosedur uji bukti yang komprehensif. Jenis analisis kegagalan lainnya, seperti analisis pohon kesalahan dan pemeliharaan berbasis keandalan, juga digunakan untuk menganalisis kegagalan yang berbahaya.
Pengujian pembuktian dapat dibagi menjadi pengujian fungsional penuh (ujung-ke-ujung) atau pengujian fungsional parsial (Gambar 3). Pengujian fungsional parsial umumnya dilakukan ketika komponen SIF memiliki interval pengujian yang berbeda dalam perhitungan SIL yang tidak sesuai dengan penghentian operasi atau perbaikan berkala yang direncanakan. Penting agar prosedur pengujian pembuktian fungsional parsial saling tumpang tindih sehingga bersama-sama menguji semua fungsi keselamatan SIF. Dengan pengujian fungsional parsial, tetap disarankan agar SIF menjalani pengujian pembuktian ujung-ke-ujung awal, dan pengujian selanjutnya selama perbaikan berkala.
Pengujian pembuktian parsial harus mencakup semua fungsi dari pengujian pembuktian fungsional lengkap (atas). Gambar 3: Pengujian pembuktian parsial gabungan (bawah) harus mencakup semua fungsi dari pengujian pembuktian fungsional lengkap (atas).
Gambar 3: Pengujian pembuktian parsial gabungan (bawah) harus mencakup semua fungsi dari pengujian pembuktian fungsional lengkap (atas).
Uji bukti parsial hanya menguji sebagian kecil dari mode kegagalan suatu perangkat. Contoh umum adalah pengujian katup langkah parsial, di mana katup digerakkan sedikit (10-20%) untuk memverifikasi bahwa katup tersebut tidak macet. Ini memiliki cakupan uji bukti yang lebih rendah daripada uji bukti pada interval pengujian utama.
Prosedur uji bukti dapat bervariasi kompleksitasnya tergantung pada kompleksitas SIF dan filosofi prosedur pengujian perusahaan. Beberapa perusahaan menulis prosedur pengujian langkah demi langkah yang terperinci, sementara yang lain memiliki prosedur yang cukup singkat. Referensi ke prosedur lain, seperti kalibrasi standar, terkadang digunakan untuk mengurangi ukuran prosedur uji bukti dan untuk membantu memastikan konsistensi dalam pengujian. Prosedur uji bukti yang baik harus memberikan detail yang cukup untuk memastikan bahwa semua pengujian dilakukan dan didokumentasikan dengan benar, tetapi tidak terlalu detail sehingga menyebabkan teknisi ingin melewatkan langkah-langkahnya. Meminta teknisi, yang bertanggung jawab untuk melakukan langkah pengujian, untuk membubuhkan paraf pada langkah pengujian yang telah selesai dapat membantu memastikan bahwa pengujian akan dilakukan dengan benar. Penandatanganan uji bukti yang telah selesai oleh Supervisor Instrumen dan perwakilan Operasi juga akan menekankan pentingnya dan memastikan uji bukti yang telah diselesaikan dengan benar.
Masukan dari teknisi harus selalu diminta untuk membantu meningkatkan prosedur. Keberhasilan prosedur uji coba sebagian besar bergantung pada teknisi, sehingga upaya kolaboratif sangat dianjurkan.
Sebagian besar pengujian pembuktian biasanya dilakukan secara offline selama penghentian atau perbaikan. Dalam beberapa kasus, pengujian pembuktian mungkin perlu dilakukan secara online saat beroperasi untuk memenuhi perhitungan SIL atau persyaratan lainnya. Pengujian online memerlukan perencanaan dan koordinasi dengan Operasi agar pengujian pembuktian dapat dilakukan dengan aman, tanpa gangguan proses, dan tanpa menyebabkan trip yang tidak diinginkan. Hanya satu trip yang tidak diinginkan saja sudah cukup untuk menghabiskan semua kesempatan Anda. Selama jenis pengujian ini, ketika SIF tidak sepenuhnya tersedia untuk melakukan tugas keselamatannya, 61511-1, Klausul 11.8.5, menyatakan bahwa “Langkah-langkah kompensasi yang memastikan kelanjutan operasi yang aman harus disediakan sesuai dengan 11.3 ketika SIS sedang dalam bypass (perbaikan atau pengujian).” Prosedur manajemen situasi abnormal harus menyertai prosedur pengujian pembuktian untuk membantu memastikan hal ini dilakukan dengan benar.
Sistem SIF biasanya dibagi menjadi tiga bagian utama: sensor, pemecah logika, dan elemen akhir. Biasanya juga terdapat perangkat bantu yang dapat dikaitkan dalam setiap tiga bagian ini (misalnya, penghalang IS, penguat trip, relai perantara, solenoida, dll.) yang juga harus diuji. Aspek-aspek penting dari pengujian bukti masing-masing teknologi ini dapat ditemukan di sidebar, “Pengujian sensor, pemecah logika, dan elemen akhir” (di bawah).
Beberapa hal lebih mudah diuji kebenarannya daripada yang lain. Banyak teknologi aliran dan level modern dan beberapa teknologi lama termasuk dalam kategori yang lebih sulit. Ini termasuk flowmeter Coriolis, meter vortex, meter magnetik, radar melalui udara, level ultrasonik, dan sakelar proses in-situ, untuk menyebutkan beberapa. Untungnya, banyak dari teknologi ini sekarang memiliki diagnostik yang ditingkatkan yang memungkinkan pengujian yang lebih baik.
Kesulitan pengujian perangkat semacam itu di lapangan harus dipertimbangkan dalam desain SIF. Mudah bagi bagian teknik untuk memilih perangkat SIF tanpa mempertimbangkan secara serius apa yang dibutuhkan untuk menguji perangkat tersebut, karena mereka bukanlah orang yang akan mengujinya. Hal ini juga berlaku untuk pengujian langkah parsial, yang merupakan cara umum untuk meningkatkan probabilitas kegagalan rata-rata SIF saat dibutuhkan (PFDavg), tetapi kemudian Operasi pabrik tidak ingin melakukannya, dan sering kali mungkin tidak akan melakukannya. Selalu berikan pengawasan pabrik terhadap rekayasa SIF terkait pengujian.
Uji pembuktian harus mencakup inspeksi instalasi SIF dan perbaikan sesuai kebutuhan untuk memenuhi 61511-1, Klausul 16.3.2. Harus ada inspeksi akhir untuk memastikan semuanya sudah beres, dan pengecekan ulang bahwa SIF telah ditempatkan kembali dengan benar ke dalam layanan proses.
Menyusun dan menerapkan prosedur pengujian yang baik merupakan langkah penting untuk memastikan integritas SIF (Safety Integrity Function) selama masa pakainya. Prosedur pengujian harus memberikan detail yang cukup untuk memastikan bahwa pengujian yang diperlukan dilakukan secara konsisten dan aman serta didokumentasikan. Kegagalan berbahaya yang tidak diuji melalui uji pembuktian harus dikompensasi untuk memastikan bahwa integritas keselamatan SIF terjaga dengan baik selama masa pakainya.
Menulis prosedur uji bukti yang baik memerlukan pendekatan logis terhadap analisis teknik dari potensi kegagalan berbahaya, memilih cara yang tepat, dan menulis langkah-langkah uji bukti yang sesuai dengan kemampuan pengujian pabrik. Sepanjang proses, dapatkan dukungan dari semua tingkatan di pabrik untuk pengujian tersebut, dan latih teknisi untuk melakukan dan mendokumentasikan uji bukti serta memahami pentingnya pengujian tersebut. Tulis instruksi seolah-olah Anda adalah teknisi instrumen yang harus melakukan pekerjaan tersebut, dan bahwa nyawa bergantung pada keberhasilan pengujian, karena memang demikian.
Testing sensors, logic solvers and final elements A SIF is typically divided up into three main parts, sensors, logic solvers and final elements. There also typically are auxiliary devices that can be associated within each of these three parts (e.g. I.S. barriers, trip amps, interposing relays, solenoids, etc.) that must also be tested.Sensor proof tests: The sensor proof test must ensure that the sensor can sense the process variable over its full range and transmit the proper signal to the SIS logic solver for evaluation. While not inclusive, some of the things to consider in creating the sensor portion of the proof test procedure are given in Table 1. Table 1: Sensor proof test considerations Process ports clean/process interface check, significant buildup noted Internal diagnostics check, run extended diagnostics if available Sensor calibration (5 point) with simulated process input to sensor, verified through to the DCS, drift check Trip point check High/High-High/Low/Low-Low alarms Redundancy, voting degradation Out of range, deviation, diagnostic alarms Bypass and alarms, restrike User diagnostics Transmitter Fail Safe configuration verified Test associated systems (e.g. purge, heat tracing, etc.) and auxiliary components Physical inspection Complete as-found and as-left documentation Logic solver proof test: When full-function proof testing is done, the logic solver’s part in accomplishing the SIF’s safety action and related actions (e.g. alarms, reset, bypasses, user diagnostics, redundancies, HMI, etc.) are tested. Partial or piecemeal function proof tests must accomplish all these tests as part of the individual overlapping proof tests. The logic solver manufacturer should have a recommended proof test procedure in the device safety manual. If not and as a minimum, the logic solver power should be cycled, and the logic solver diagnostic registers, status lights, power supply voltages, communication links and redundancy should be checked. These checks should be done prior to the full-function proof test.Don’t make the assumption that the software is good forever and the logic need not be tested after the initial proof test as undocumented, unauthorized and untested software and hardware changes and software updates can creep into systems over time and must be factored into your overall proof test philosophy. The management of change, maintenance, and revision logs should be reviewed to ensure they are up to date and properly maintained, and if capable, the application program should be compared to the latest backup.Care should also be taken to test all the user logic solver auxiliary and diagnostic functions (e.g. watchdogs, communication links, cybersecurity appliances, etc.).Final element proof test: Most final elements are valves, however, rotating equipment motor starters, variable-speed drives and other electrical components such as contactors and circuit breakers are also used as final elements and their failure modes must be analyzed and proof tested.The primary failure modes for valves are being stuck, response time too slow or too fast, and leakage, all of which are affected by the valve’s operating process interface at trip time. While testing the valve at operating conditions is the most desirable case, Operations would generally be opposed to tripping the SIF while the plant is operating. Most SIS valves are typically tested while the plant is down at zero differential pressure, which is the least demanding of operating conditions. The user should be aware of the worst-case operational differential pressure and the valve and process degradation effects, which should be factored into the valve and actuator design and sizing.Commonly, to compensate for not testing at process operating conditions, additional safety pressure/thrust/torque margin is added to the valve actuator and inferential performance testing is done utilizing baseline testing. Examples of these inferential tests are where the valve response time is timed, a smart positioner or digital valve controller is used to record a valve pressure/position curve or signature, or advance diagnostics are done during the proof test and compared with previous test results or baselines to detect valve performance degradation, indicating a potential incipient failure. Also, if tight shut off (TSO) is a requirement, simply stroking the valve will not test for leakage and a periodic valve leak test will have to be performed. ISA TR96.05.02 is intended to provide guidance on four different levels of testing of SIS valves and their typical proof test coverage, based on how the test is instrumented. People (particularly users) are encouraged to participate in the development of this technical report (contact crobinson@isa.org).Ambient temperatures can also affect valve friction loads, so that testing valves in warm weather will generally be the least demanding friction load when compared to cold weather operation. As a result, proof testing of valves at a consistent temperature should be considered to provide consistent data for inferential testing for the determination of valve performance degradation.Valves with smart positioners or a digital valve controller generally have capability to create a valve signature that can be used to monitor degradation in valve performance. A baseline valve signature can be requested as part of your purchase order or you can create one during the initial proof test to serve as a baseline. The valve signature should be done for both opening and closing of the valve. Advanced valve diagnostic should also be used if available. This can help tell you if your valve performance is deteriorating by comparing subsequent proof test valve signatures and diagnostics with your baseline. This type of test can help compensate for not testing the valve at worst case operating pressures.The valve signature during a proof test may also be able to record the response time with time stamps, removing the need for a stopwatch. Increased response time is a sign of valve deterioration and increased friction load to move the valve. While there are no standards regarding changes in valve response time, a negative pattern of changes from proof test to proof test is indicative of the potential loss of the valve’s safety margin and performance. Modern SIS valve proof testing should include a valve signature as a matter of good engineering practice.The valve instrument air supply pressure should be measured during a proof test. While the valve spring for a spring-return valve is what closes the valve, the force or torque involved is determined by how much the valve spring is compressed by the valve supply pressure (per Hooke’s Law, F = kX). If your supply pressure is low, the spring will not compress as much, hence less force will be available to move the valve when needed. While not inclusive, some of the things to consider in creating the valve portion of the proof test procedure are given in Table 2. Table 2: Final element valve assembly considerations Test valve safety action at process operating pressure (best but typically not done), and time the valve’s response time. Verify redundancy Test valve safety action at zero differential pressure and time valve’s response time. Verify redundancy Run valve signature and diagnostics as part of proof test and compare to baseline and previous test Visually observe valve action (proper action without unusual vibration or noise, etc.). Verify the valve field and position indication on the DCS Fully stroke the valve a minimum of five times during the proof test to help ensure valve reliability. (This is not intended to fix significant degradation effects or incipient failures). Review valve maintenance records to ensure any changes meet the required valve SRS specifications Test diagnostics for energize-to-trip systems Leak test if Tight Shut Off (TSO) is required Verify the command disagree alarm functionality Inspect valve assembly and internals Remove, test and rebuild as necessary Complete as-found and as-left documentation Solenoids Evaluate venting to provide required response time Evaluate solenoid performance by a digital valve controller or smart positioner Verify redundant solenoid performance (e.g. 1oo2, 2oo3) Interposing Relays Verify correct operation, redundancy Device inspection
Sistem SIF biasanya dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu sensor, pemecah logika, dan elemen akhir. Biasanya juga terdapat perangkat bantu yang dapat dikaitkan dalam setiap tiga bagian ini (misalnya penghalang IS, penguat trip, relai perantara, solenoida, dll.) yang juga harus diuji.
Pengujian bukti sensor: Pengujian bukti sensor harus memastikan bahwa sensor dapat mendeteksi variabel proses di seluruh rentangnya dan mengirimkan sinyal yang tepat ke pemecah logika SIS untuk evaluasi. Meskipun tidak lengkap, beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam membuat bagian sensor dari prosedur pengujian bukti diberikan pada Tabel 1.
Uji bukti pemecah logika: Ketika pengujian bukti fungsi penuh dilakukan, bagian pemecah logika dalam menjalankan tindakan keselamatan SIF dan tindakan terkait (misalnya alarm, reset, bypass, diagnostik pengguna, redundansi, HMI, dll.) diuji. Uji bukti fungsi parsial atau sebagian harus menyelesaikan semua pengujian ini sebagai bagian dari pengujian bukti tumpang tindih individual. Produsen pemecah logika harus memiliki prosedur uji bukti yang direkomendasikan dalam manual keselamatan perangkat. Jika tidak, dan sebagai minimum, daya pemecah logika harus dimatikan dan dihidupkan kembali, dan register diagnostik pemecah logika, lampu status, tegangan catu daya, tautan komunikasi, dan redundansi harus diperiksa. Pemeriksaan ini harus dilakukan sebelum uji bukti fungsi penuh.
Jangan berasumsi bahwa perangkat lunak akan selalu baik dan logika tidak perlu diuji setelah uji coba awal, karena perubahan perangkat lunak dan perangkat keras yang tidak terdokumentasi, tidak sah, dan tidak teruji, serta pembaruan perangkat lunak dapat menyusup ke dalam sistem dari waktu ke waktu dan harus diperhitungkan dalam filosofi uji coba keseluruhan Anda. Manajemen perubahan, pemeliharaan, dan log revisi harus ditinjau untuk memastikan semuanya mutakhir dan dipelihara dengan benar, dan jika memungkinkan, program aplikasi harus dibandingkan dengan cadangan terbaru.
Perhatian juga harus diberikan untuk menguji semua fungsi bantu dan diagnostik pemecah logika pengguna (misalnya, pengawas, tautan komunikasi, perangkat keamanan siber, dll.).
Pengujian bukti elemen akhir: Sebagian besar elemen akhir adalah katup, namun, starter motor peralatan berputar, penggerak kecepatan variabel, dan komponen listrik lainnya seperti kontaktor dan pemutus sirkuit juga digunakan sebagai elemen akhir dan mode kegagalannya harus dianalisis dan diuji buktinya.
Modus kegagalan utama untuk katup adalah macet, waktu respons terlalu lambat atau terlalu cepat, dan kebocoran, yang semuanya dipengaruhi oleh antarmuka proses operasi katup pada saat trip. Meskipun pengujian katup pada kondisi operasi adalah kasus yang paling diinginkan, Operasi umumnya akan menentang trip SIF saat pabrik beroperasi. Sebagian besar katup SIS biasanya diuji saat pabrik mati pada tekanan diferensial nol, yang merupakan kondisi operasi yang paling tidak menuntut. Pengguna harus menyadari tekanan diferensial operasional terburuk dan efek degradasi katup dan proses, yang harus diperhitungkan dalam desain dan ukuran katup dan aktuator.
Commonly, to compensate for not testing at process operating conditions, additional safety pressure/thrust/torque margin is added to the valve actuator and inferential performance testing is done utilizing baseline testing. Examples of these inferential tests are where the valve response time is timed, a smart positioner or digital valve controller is used to record a valve pressure/position curve or signature, or advance diagnostics are done during the proof test and compared with previous test results or baselines to detect valve performance degradation, indicating a potential incipient failure. Also, if tight shut off (TSO) is a requirement, simply stroking the valve will not test for leakage and a periodic valve leak test will have to be performed. ISA TR96.05.02 is intended to provide guidance on four different levels of testing of SIS valves and their typical proof test coverage, based on how the test is instrumented. People (particularly users) are encouraged to participate in the development of this technical report (contact crobinson@isa.org).
Suhu lingkungan juga dapat memengaruhi beban gesekan katup, sehingga pengujian katup dalam cuaca hangat umumnya akan menghasilkan beban gesekan yang paling ringan dibandingkan dengan pengoperasian dalam cuaca dingin. Akibatnya, pengujian ketahanan katup pada suhu yang konsisten perlu dipertimbangkan untuk memberikan data yang konsisten untuk pengujian inferensial guna menentukan penurunan kinerja katup.
Katup dengan pengatur posisi cerdas atau pengontrol katup digital umumnya memiliki kemampuan untuk membuat tanda tangan katup yang dapat digunakan untuk memantau penurunan kinerja katup. Tanda tangan katup dasar dapat diminta sebagai bagian dari pesanan pembelian Anda atau Anda dapat membuatnya selama uji coba awal untuk dijadikan sebagai acuan. Tanda tangan katup harus dilakukan untuk pembukaan dan penutupan katup. Diagnostik katup tingkat lanjut juga harus digunakan jika tersedia. Ini dapat membantu memberi tahu Anda apakah kinerja katup Anda memburuk dengan membandingkan tanda tangan dan diagnostik katup uji coba selanjutnya dengan acuan dasar Anda. Jenis pengujian ini dapat membantu mengkompensasi tidak menguji katup pada tekanan operasi terburuk.
Rekaman karakteristik katup selama pengujian juga dapat mencatat waktu respons dengan stempel waktu, sehingga menghilangkan kebutuhan akan stopwatch. Peningkatan waktu respons merupakan tanda kerusakan katup dan peningkatan beban gesekan untuk menggerakkan katup. Meskipun tidak ada standar mengenai perubahan waktu respons katup, pola perubahan negatif dari satu pengujian ke pengujian berikutnya menunjukkan potensi hilangnya margin keamanan dan kinerja katup. Pengujian katup SIS modern harus mencakup rekaman karakteristik katup sebagai praktik rekayasa yang baik.
Tekanan udara suplai instrumen katup harus diukur selama uji coba. Meskipun pegas katup untuk katup pegas balik adalah yang menutup katup, gaya atau torsi yang terlibat ditentukan oleh seberapa besar pegas katup dikompresi oleh tekanan suplai katup (sesuai Hukum Hooke, F = kX). Jika tekanan suplai Anda rendah, pegas tidak akan terkompresi sebanyak itu, sehingga gaya yang tersedia untuk menggerakkan katup saat dibutuhkan akan lebih sedikit. Meskipun tidak lengkap, beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam membuat bagian katup dari prosedur uji coba diberikan pada Tabel 2.
Waktu posting: 13 November 2019